厦门大学材料学院与复旦大学的研究团队携手，在无铅钙钛矿发光二极管（LED）领域实现了重大突破。双方合作揭示了锡基钙钛矿CsSnI₃在电场作用下的电化学氧化机制，这一发现为解决LED发光衰减问题提供了关键理论支撑。
研究指出，二价锡离子在电场中极易发生氧化反应，导致晶体结构改变和发光性能退化。传统锡基钙钛矿LED因材料结晶过程难以控制，其发光效率与稳定性长期落后于铅基材料和传统量子点材料。这一瓶颈严重制约了该技术在光通信、夜视成像等领域的商业化应用。
通过系统分析电场作用下薄膜结构、锡离子价态变化及器件衰减过程，研究团队发现载流子注入失衡是引发电化学氧化的根本原因。通电时，器件内部堆积的过量导电载流子与材料固有导电特性相互作用，导致二价锡发生不可逆氧化，进而引发晶体结构破坏和发光效率骤降。
针对这一难题，科研人员创新性地提出晶格掺杂与表面钝化协同策略。该技术通过稳固晶体结构、优化载流子传输路径并抑制非辐射跃迁，成功制备出高性能近红外锡基钙钛矿LED。实验数据显示，该器件峰值外量子效率达21.2%，在初始辐亮度7.1 W·sr⁻¹·m⁻²条件下工作寿命突破900小时。
这种新型LED兼具低毒性、溶液可加工性和低成本优势，在生物医学检测、数据存储等领域展现出广阔应用前景。相关研究成果已发表于国际权威期刊《科学》，为无铅钙钛矿光电器件的产业化发展奠定了重要技术基础。
